一种转向节装置、转向系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆转向系统技术领域，更具体地说，涉及一种转向节装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述转向节装置的转向系统和车辆。

背景技术：

转向节是车轮转向的铰链，一般呈叉形。转向节的功用是传递并承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。地面给到车轮的力都通过转向节传递给悬架，转向节起到连接车轮和悬架的作用，在汽车行驶状态下转向节承受着多变的冲击载荷，因此，转向节需要具有很高的强度。

目前转向节的加工工艺通常为整体铸造，而后对转向节上的安装孔等进行二次精加工，加工过程相对繁琐。且现有技术中，转向节的强度较低，在使用过程中可能会出现转向节断裂的情况。

综上所述，如何提供一种强度高的转向节装置，是目前本领域技术人员一直需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种转向节装置，其强度较高，在使用过程中不易断裂。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述转向节装置的转向系统及车辆。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种转向节装置，包括用于与转向拉杆连接的转向梯形臂和用于与车轮连接的车轮轴，还包括用于与悬架的上臂和下臂分别铰接的上支座和下支座，以及连接所述上支座和所述下支座的管状转轴，所述转轴外周套设有套筒，所述车轮轴和所述转向梯形臂均与所述套筒固定连接。

优选的，所述套筒包括固定套管和分别与所述固定套管两端固定连接的上轴承座和下轴承座；所述车轮轴和所述转向梯形臂均与所述固定套管固定连接，所述上轴承座和所述转轴之间设有上轴承，所述下轴承座和所述转轴之间设有下轴承。

优选的，所述下轴承有两个，且沿所述转轴的轴向依次分布。

优选的，所述上支座设有可套设于所述转轴外周的轴孔，所述轴孔和所述上支座的外侧壁之间设有连通二者的缝隙，以调节所述轴孔对所述转轴的夹紧程度。

优选的，所述上支座设有用于安装所述上臂的铰接轴的第一通孔，且所述第一通孔与所述缝隙分布在所述轴孔的两侧。

优选的，所述下支座的截面呈凹槽形，所述下支座的槽底与所述转轴的端面固定连接，且槽口背对所述转轴；所述下支座的两个侧壁设有用于安装所述下臂的铰接轴的第二通孔。

优选的，所述上轴承座、所述下轴承座和所述下支座均与所述固定套管焊接固定。

优选的，所述固定套管外周套设固定有轴座，所述转向梯形臂和所述车轮轴均与所述轴座连接，且所述轴座和所述车轮轴之间设有用于与制动卡钳连接的固定耳。

一种转向系统，包括悬架和转向拉杆，还包括上述任意一种转向节装置，所述悬架的上臂与所述上支座铰接，所述悬架的下臂与所述下支座铰接，所述转向梯形臂与所述转向拉杆连接。

一种车辆，包括上述任意一种转向系统。

本实用新型提供的转向节装置包括转轴和用于与悬架的上臂和下臂分别铰接的上支座和下支座，转轴的两端与上支座和下支座固定连接，转轴的外周套设有套筒，且套筒与转向梯形臂、车轮轴连接。

在车辆行驶过程中，转轴和套筒之间可相对转动，上支架与上臂转动连接，下支座与下臂可相对转动，对车辆的行驶方向进行调整。相比于现有技术中的实心结构，本申请提供的转向节装置的转轴和套筒均呈管状，二者在薄壳效应的作用下可承受更大的应力，同时减轻了转向节装置的质量，提高了车轮的响应性。

本申请还提供了一种具有上述转向节装置的转向系统及车辆，其能够承受更高的冲击载荷，抗冲击能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的转向节装置的爆炸示意图。

图1中的附图标记为：

上支座1、上轴承2、上轴承座3、固定套管4、轴座5、转向梯形臂6、固定耳7、车轮轴8、下轴承座9、下轴承10、转轴11、下支座12。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种转向节装置，其抗冲击性较强，不易发生断裂。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述转向节装置的转向系统以及包括上述转向系统的车辆。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的转向节装置的爆炸示意图。

本实用新型提供了一种转向节装置，包括用于与转向拉杆连接的转向梯形臂6和用于与车轮连接的车轮轴8，还包括用于与悬架的上臂和下臂分别铰接的上支座1和下支座12，以及连接上支座1和下支座12的管状转轴11，转轴11外周套设有套筒，车轮轴8和转向梯形臂6均与套筒固定连接。

具体的，在装配状态下，转向梯形臂6一端与转向拉杆连接、另一端与套筒固定连接；车轮轴8套接在车轮的中部，在行驶过程中可绕自身的轴线自由转动；转轴11采用钢制或其他强度高的圆管制成，转轴11的两端分别与上支座1和下支座12固定连接。套筒采用钢制材料或其他材料的圆管制成，套筒与转轴11可相对转动，且二者的轴向位置保持固定。

在实际使用过程中，转向节装置可应用于双横臂悬架和双纵臂悬架，悬架的上臂和下臂分别与上支座1和下支座12铰接，同时套筒与转轴11相对转动，实现车轮的转向控制。

本申请提供的转向节装置采用圆管状的转轴11和套筒，根据薄壳理论，管状结构具有应力分散的优势。相比于现有技术中的实心结构，二者在薄壳效应的作用下可承受更大的应力，从而提高了转向节装置的强度；同时管状结构还减轻了转向节装置的质量，提高了车轮的响应性。

可选的，为了优化转向节装置的使用效果，本实施例中，套筒包括固定套管4和分别与固定套管4两端固定连接的上轴承座3和下轴承座9；车轮轴8和转向梯形臂6均与固定套管4连接，上轴承座3和转轴11之间设有上轴承2，下轴承座9和转轴11之间设有下轴承10。

为方便下文叙述，称上支座1的一端为上端，下支座12的一端为下端。具体的，上轴承座3呈环状，其下端与固定套管4的上端固定连接，其内部设置上轴承2；下轴承座9的上端与固定套管4的下端固定连接。上轴承2和下轴承10能够减小套筒和转轴11之间的摩擦力，同时二者设置在固定套管4的端部，更方便固定套管4与车轮轴8、转向梯形臂6进行连接。

可选的，沿转轴11的轴向依次设置两个下轴承10。具体的，设置两个下轴承10能够增大自下而上的承受力，在相同承压需求的情况下，使用两个低质量的轴承即可实现单个高质量轴承的承压效果，进而降低转向节装置对零件的要求。

进一步的，为了方便维修，在上述任意一个实施例的基础上，上支座1设有可套设于转轴11外周的轴孔，轴孔和上支座1的外侧壁之间设有连通二者的缝隙，以调节轴孔对转轴11的夹紧程度。

具体的，上支座1呈块状，可具体选用铝合金或其他硬质材料制成。上支座1的中部设置沿厚度方向贯穿的轴孔，轴孔的一侧设置缝隙，缝隙从轴孔的内侧壁延伸至上支座1的外侧壁。相应的，上支座1设置有穿过缝隙的调节孔，调节孔的轴线与轴孔的轴线大体垂直。调节孔中设置有螺栓。当需要拆卸上支座1时，将螺栓拆除并将上支座1从转轴11的上端向上取出；而需要安装上支座1时，则将上支座1套设在转轴11的外周，并利用螺栓调节缝隙的宽度，直至上支座1将转轴11夹紧，实现上支座1和转轴11的固定。

进一步的，为了使转向节装置能够适用于不同臂长的悬架，在上述实施例的基础上，上支座1设有用于安装上臂的铰接轴的第一通孔，且第一通孔与缝隙分布在轴孔的两侧。具体的，上支座1远离缝隙的端部设置第一通孔，当上支座1与悬架上臂铰接时第一通孔中设置有铰接轴。其中，第一通孔与转轴11的间距为补偿距离，当悬架的臂长有变化时，则更换具有不同补偿距离的上支座1，从而保障上臂与上支座1正常连接。

可选的，本申请提供的一种实施例中，下支座12的截面呈凹槽形，下支座12的槽口背对转轴11，且槽底与转轴11的端面固定连接；下支座12的两个侧壁设有用于安装下臂的铰接轴的第二通孔。具体的，下支座12类似槽钢的结构，包括槽底和与槽底连接的两个侧壁，其中槽底与转轴11的端面固定连接；且槽底设置在两侧壁和转轴11之间。在装配过程中，下支座12的两个侧壁设置在下臂端部的外侧，同时在第二通孔中插入铰接轴实现下支座12和下臂的转动连接。

可选的，在上述任意一个实施例的基础上，上轴承座3、下轴承座9和下支座12均与固定套管4焊接固定。具体的，现有技术中的转向节大多采用一体铸造及二次精加工的制造方式，通常需要利用数控车床进行三维加工。本申请提供的转向节装置采用分体加工的方式，即上轴承座3、下轴承座9、下支座12、转轴11、固定套管4均利用线切割或其他二维加工方式制作，并通过焊接的方式进行固定。在加工过程中无需单独开发模具，还降低了原材料的消耗，同时各零件焊接固定时无需采用定位支架仍可精确焊接，实现了降低加工成本、减少工期的效果。

可选的，为了方便转向梯形臂6和车轮轴8的固定，固定套管4外周套设固定有轴座5，转向梯形臂6和车轮轴8均与轴座5连接。具体的，轴座5套设在固定套管4的外周，实际装配过程中二者可具体采用焊接或其他固定方式。转向梯形臂6与轴座5焊接；车轮轴8端部与轴座5连接、且能够自由转动。

可选的，为了方便固定制动器的制动卡钳，轴座5和车轮轴8之间还可以设置固定耳7，固定耳7和制动卡钳螺栓连接。

除了上述转向节装置，本实用新型还提供一种包括上述转向节装置的转向系统，该转向系统中，悬架的上臂与上支座1铰接，悬架的下臂与下支座12铰接，转向梯形臂6与转向拉杆连接，该转向系统由于使用了上述转向节装置，其能够承受更高的冲击载荷；该转向系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。本实用新型还提供一种包括上述转向系统的车辆，其抗冲击能力强。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的转向节装置、转向系统及车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。